目錄

前言

環(huán)境配置

Hello RT-Thread

GPIO輸入與中斷

I2C主機(jī)驅(qū)動(dòng)

SPI主機(jī)驅(qū)動(dòng)

ADC設(shè)備驅(qū)動(dòng)

PWM設(shè)備驅(qū)動(dòng)

Flash設(shè)備驅(qū)動(dòng)

WDT設(shè)備驅(qū)動(dòng)

1 前言

本文說(shuō)明如何在 RT-Thread 下配置與使用 EK-RA2E2 的板載外設(shè)的BSP驅(qū)動(dòng)

BSP已被提交PR：https://github.com/RT-Thread/rt-thread/pull/10695

2環(huán)境配置

整個(gè)移植過(guò)程會(huì)用到的幾個(gè)工具版本如下，建議使用相同版本，較低版本會(huì)出現(xiàn)兼容性問(wèn)題。

Env 工具版本 ：V2.0.0

Arm GNU Toolchain: 13.2

JLink 版本 ：V7.7.0

FSP 版本 ：V6.0.0

Renesas 的芯片驅(qū)動(dòng)源碼是通過(guò)軟件工具配置生成的，整個(gè)板子的移植過(guò)程都會(huì)使用到RASC這個(gè)軟件工具。

下載鏈接:https://github.com/renesas/fsp/releases

注意：

如果要在 MDK 上使用FSP，請(qǐng)參照 rt-thread 的RA系列BSP制作過(guò)程.md的如何在 MDK 中打開(kāi) FSP，綁定第三方工具RASC。

此次移植過(guò)程，筆者主要是以 linux 下的 GNU 環(huán)境進(jìn)行移植，環(huán)境配置過(guò)程不再贅述。

3 Hello RT-Thread

EK-RA2E2 的基礎(chǔ)例程默認(rèn)支持MSH，編譯基礎(chǔ)例程并燒錄成功后，可通過(guò)串口工具進(jìn)行交互，同時(shí)能觀察到LED3紅燈以 1Hz 的頻率閃爍。

SCI_UART使用到的引腳分別是：

TX 為 P101

RX 為 P100

LED3 使用的引腳為：

P015

本次移植也支持了一鍵nano，因?yàn)樵摪遄拥?a target="_blank">MCU內(nèi)存空間有限，如果想節(jié)省空間，可以考慮選擇nano。

nano默認(rèn)啟用了MSH，與標(biāo)準(zhǔn)版的基礎(chǔ)例程一致。

4 GPIO輸入與中斷

外部中斷作為一種外設(shè)資源，需要開(kāi)發(fā)者通過(guò) ICU (interrupt control unit) 進(jìn)行管理 。

下面以 EK-RA2E2 的按鍵SW2為例子，介紹如何配置一個(gè)外部中斷。

打開(kāi)RASC，RASC會(huì)通過(guò)文件configuration.xml加載板子的配置。

進(jìn)入Pins頁(yè)面，找到Interrupt:IC

使能ICU，SW2 連接的引腳為 P205，所以這里 選擇 IRQ1。

進(jìn)入Stacks頁(yè)面，通過(guò)New Stack中的INPUT找到External IRQ (r_icu)。筆者配置了上升沿，并開(kāi)啟了數(shù)字濾波，中斷回調(diào)函數(shù)需要寫(xiě)入irq_callback以支持drv_gpio.c的中斷回調(diào)功能。

開(kāi)發(fā)者通過(guò)使用rt_pin_attach_irq和rt_pin_irq_enable實(shí)現(xiàn)中斷注冊(cè)和中斷使能。

注意：

通過(guò)原理圖和板子可以得知，標(biāo)簽E32表示按鍵和 P205 是開(kāi)路狀態(tài)。開(kāi)發(fā)者使用按鍵時(shí)，需要通過(guò)電阻或錫將兩個(gè)焊盤(pán)連接。

5 I2C主機(jī)驅(qū)動(dòng)

EK-RA2E2 有一個(gè) I3C 外設(shè)，兼容 I2C

筆者采樣OLED模塊SSD1360作為從設(shè)備，下面介紹如何使用 I2C 驅(qū)動(dòng)。

打開(kāi)RASC，點(diǎn)擊進(jìn)入到Pins頁(yè)面，找到Conectivity:I3C

SCL : P400

SDA: P401

進(jìn)入Stacks頁(yè)面，通過(guò)New Stack中的Conectivity找到I2C Master(r_iic_b_master)。中斷回調(diào)函數(shù)修改為i2c_master_callback以支持drv_i2c.c的異步事件功能，數(shù)據(jù)傳輸后驅(qū)動(dòng)層會(huì)通過(guò)rt_event_recv來(lái)確認(rèn)傳輸是否成功完成。

scons --menuconfig啟用Hardware Drivers Config—>On-Chip Peripheral Drivers—>Enable hardware I2C Bus—>Enable hardware I2C0 Bus

編寫(xiě)應(yīng)用程序進(jìn)行讀寫(xiě)功能驗(yàn)證

注意：

EK-RA2E2 的 I3C 引腳，SCL 和 SDA 沒(méi)有掛上拉電阻。如果開(kāi)發(fā)者在兩腳懸空狀態(tài)下使用 I2C，傳輸函數(shù)會(huì)返回錯(cuò)誤。所以要么和筆者一樣，選取的從設(shè)備模塊自帶上拉；要么先給板子提供上拉，再將從設(shè)備掛到總線上。

6 SPI主機(jī)驅(qū)動(dòng)

EK-RA2E2有一個(gè) SPI 外設(shè)，下面介紹如何使用 SPI 驅(qū)動(dòng)。

注意：

由于SCI_UART使用了引腳 P101 和 P100 ，兩個(gè)外設(shè)引腳沖突，所以開(kāi)發(fā)者在使用 SPI 時(shí)需要將SCI_UART的引腳遷移到別的可用引腳上去。

打開(kāi)RASC，進(jìn)入Pins頁(yè)面，找到Conectivity:SPI。

進(jìn)入Stacks頁(yè)面，通過(guò)New Stack中的Conectivity找到SPI (r_spi)。中斷回調(diào)函數(shù)修改為spi0_callback以支持drv_spi.c的異步事件功能。RASC 會(huì)提示要求開(kāi)發(fā)者配置中斷優(yōu)先級(jí)，配置完中斷優(yōu)先級(jí)后請(qǐng)將DTC刪掉，保持與圖中一致。

scons --menuconfig啟用Hardware Drivers Config—>On-Chip Peripheral Drivers—>Enable hardware SPI Bus—>Enable hardware SPI0 Bus

編寫(xiě)應(yīng)用程序進(jìn)行讀寫(xiě)功能驗(yàn)證

注意：

筆者這里展示的 MISO 均為 0xFF，這是因?yàn)?/span>MISO引腳處于懸空狀態(tài)。筆者已經(jīng)驗(yàn)證過(guò)引腳功能是有效的，開(kāi)發(fā)者在驗(yàn)證的時(shí)候?qū)⑵渑cMOSI短接，利用日志打印即可。

7 ADC設(shè)備驅(qū)動(dòng)

ADC 特性：

12-bit A/D Converter，至多8個(gè)模擬輸入采樣通道

采樣通道并不連續(xù)，支持 5、6、9、10、19、20、21、22

筆者使用了煙霧傳感器，以 Channel9 為例，下面介紹如何進(jìn)行 ADC 采樣 。

打開(kāi)RASC，進(jìn)入Pins頁(yè)面，找到Analog:ADC。啟用 Channel5 、Channel6 、Channel9。

進(jìn)入Stacks頁(yè)面，通過(guò)New Stack中的Analog找到ADC (r_adc)。配置為continuous scan模式，并勾選上需要采樣的通道。

scons --menuconfig啟用Hardware Drivers Config—>On-Chip Peripheral Drivers—>Enable ADC —> Enable ADC0

由于參考電壓是 3.3V，所以是乘以 3300。此外，若配置的采樣通道為21，則rt_adc_read的第二個(gè)參數(shù)應(yīng)為21。

8 PWM設(shè)備驅(qū)動(dòng)

GPT （General PWM Timer）特性：

一個(gè) 16-bit 6通道 的定時(shí)器

編號(hào)從 GPT4 到 GPT9，每個(gè) GPT 可以控制兩個(gè)引腳輸出

在drv_pwm.c中，GPT 的每個(gè)通道都是一個(gè)設(shè)備實(shí)例。例如，使用 GPT4 和 GPT5，就需要?jiǎng)?chuàng)建兩個(gè) PWM 設(shè)備。

以 GPT4 為例，下面介紹如何通過(guò) GPT 產(chǎn)生 PWM 。

打開(kāi)RASC，進(jìn)入Pins頁(yè)面，找到Timers:GPT。配置兩個(gè)引腳一起工作。

進(jìn)入Stacks頁(yè)面，通過(guò)New Stack中的Timer找到Timer, General PWM(r_gpt)。修改 timer4 和 channel4，然后啟用Pin Output Support，最后使能兩個(gè)引腳輸出。

scons --menuconfig啟用Hardware Drivers Config—>On-Chip Peripheral Drivers—>Enable PWM—>Enable GPT4

編寫(xiě)應(yīng)用程序驗(yàn)證 PWM 功能

9 Flash設(shè)備驅(qū)動(dòng)

EK-RA2E2 能提供至多 64KB 的Code Flash內(nèi)存 和 2KBData Flash內(nèi)存，但實(shí)際在使用Code Flash的時(shí)候達(dá)不到這個(gè)理論值。

從文檔《RA2E2-Group-Hardware》的Option-Setting Memory一節(jié)可知

0x00000400 到0x0000043B 被分配給了OFS1，OFS2 和 Security MPU

Code Flash從0x00000440 開(kāi)始，到 0x00010000 結(jié)束

Data Flash從0x40100000 開(kāi)始，到 0x40100800 結(jié)束

本次移植筆者支持了Code Flash的讀寫(xiě)操作，下面筆者將通過(guò) fal 抽象層演示 EK-RA2E2 的 flash 設(shè)備驅(qū)動(dòng)。

打開(kāi)RASC，進(jìn)入Stacks頁(yè)面，通過(guò)New Stack中的Storage找到flash (r_flash_lp)，使能Code Flash

中斷函數(shù)名需要填寫(xiě)flash_callback，這個(gè)函數(shù)沒(méi)有實(shí)際意義。因?yàn)樵隍?qū)動(dòng)層操作 flash 的過(guò)程中，都會(huì)暫時(shí)的禁止中斷。

scons --menuconfig啟用Hardware Drivers Config—>On-Chip Peripheral Drivers—>Enable Onchip FLASH

drv_flash.c中實(shí)現(xiàn)的函數(shù)允許開(kāi)發(fā)者直接調(diào)用，也可以通過(guò) fal 抽象層進(jìn)行分區(qū)管理。

從 app 起始地址讀取 16 字節(jié)，并與編譯出的hex文件進(jìn)行比較

從 app 起始地址偏移 0xF000 字節(jié)，進(jìn)行 16 字節(jié)讀寫(xiě)驗(yàn)證

10 WDT設(shè)備驅(qū)動(dòng)

啟用驅(qū)動(dòng)的步驟與前面如出一轍，不再贅述。

因?yàn)轵?qū)動(dòng)的配置都是圍繞著時(shí)鐘頻率和計(jì)數(shù)次數(shù)，而不能直觀知道多久不喂狗會(huì)造成復(fù)位，所以這里筆者重點(diǎn)解釋如何計(jì)算 WDT 的超時(shí)時(shí)間。

WDT特性：

14-bit 的向下計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)器

由 PCLKB 提供時(shí)鐘

計(jì)數(shù)溢出時(shí)會(huì)產(chǎn)生 NMI （不可屏蔽中斷），并造成系統(tǒng)復(fù)位

計(jì)算 WDT 超時(shí)時(shí)間：

PCLKB 可以在RASC的clock頁(yè)面查到，默認(rèn)為 24 MHz

時(shí)鐘分頻默認(rèn) 8192，即工作頻率為 PCLKB/8192

timeout 為 16384 cycles，即計(jì)數(shù) 16384 次后會(huì)造成復(fù)位

WDT 的工作頻率為f=24 MHz/8192 ≈ 2929.6875 KHz

計(jì)數(shù)一次要花的時(shí)間為t= 1 /f= 1 / 2929.6875 ≈ 341.333 us

超時(shí)時(shí)間為T= 341.333 us * 16384 cycles ≈ 5.5 s